新疆韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征研究
——以索爾巴斯陶金礦床與哈圖金礦床為例

艾娜古麗·買買托蓮，庫瓦尼西別克·買買提朱馬

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830047）

新疆韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征研究
——以索爾巴斯陶金礦床與哈圖金礦床為例

艾娜古麗·買買托蓮，庫瓦尼西別克·買買提朱馬

（新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830047）

韌性剪切帶型金礦床作為重要金礦床類型之一，對(duì)其進(jìn)行深入研究具有重要的理論和實(shí)際意義。以索爾巴斯陶金礦床與哈圖金礦床為例，對(duì)韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征進(jìn)行概括和總結(jié)。韌性剪切帶型金礦床與其賦存的韌性剪切帶往往具有形成時(shí)間上的滯后效應(yīng)，礦體嚴(yán)格受韌性剪切帶的控制，但多分布在韌性剪切帶的后期脆性斷裂中。剝蝕程度比較低，長期演化的造山帶環(huán)境是尋找韌性剪切帶型金礦床的戰(zhàn)略方向。

韌性剪切帶型金礦床；地質(zhì)特征；索爾巴斯陶金礦床；哈圖金礦床

1　概述

“韌性剪切帶”這一概念是Sibson R H［1］和Ramsay J G［2］分別提出以來，很快引起了國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家的廣泛關(guān)注，而且隨著研究的日益深入，已取得了豐碩的成果。韌性剪切帶一般認(rèn)為是一種在地殼深部普遍存在的，呈帶狀展布并且具強(qiáng)烈塑性流變和剪切應(yīng)變的高應(yīng)變帶，也被稱為韌性斷層［3］。作為地表脆性斷裂向地殼深部的延伸部分，與地表脆性斷裂組成斷裂的雙層結(jié)構(gòu)模式［4］。韌性剪切帶型金礦床是指控礦因素及成礦機(jī)制直接或間接與韌性剪切帶有關(guān)的金礦床類型。這類礦床的形成，是成礦流體形成，運(yùn)移以及Au沉淀與富集過程中物質(zhì)場、流體場、能量場、空間場以及時(shí)間維等多元因素相互匹配、相互協(xié)調(diào)的產(chǎn)物［10］。

韌性剪切帶中金礦產(chǎn)量初步統(tǒng)計(jì)約為8000～10000t，約占世界總產(chǎn)金量的30%［9］，是世界黃金供應(yīng)的主要來源之一。新疆與韌性剪切帶具有直接或間接成因聯(lián)系的金礦床分布廣泛，如康古爾金礦床、紅石金礦床、紅山金礦床、哈圖金礦床、索爾巴斯陶金礦床的同位素年代學(xué)研究表明，金礦床成礦作用和剪切帶后期的走滑剪切變形作用在時(shí)間上具有強(qiáng)烈的耦合關(guān)系。20世紀(jì)80年代中期以來，中國地質(zhì)研究人員對(duì)韌性剪切帶及其與金礦床成因聯(lián)系進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，具有包括韌性剪切帶與金礦床的時(shí)空分布及時(shí)空關(guān)系、韌性剪切帶的控礦作用機(jī)制以及金富集機(jī)理、韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征、礦床成因、成礦模式以及成礦實(shí)驗(yàn)?zāi)M等。

本文以韌性剪切帶型金礦床——索爾巴斯陶金礦床與哈圖金礦床為例，對(duì)韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征進(jìn)行概括和總結(jié)，這對(duì)于加深該類礦床成礦作用與成礦規(guī)律的認(rèn)識(shí)以及指導(dǎo)該類金礦的勘查工作均具有重要的借鑒意義。

2　韌性剪切帶型金礦床地質(zhì)特征

根據(jù)韌性剪切帶在金成礦過程中的不同作用，可將該類金礦床劃分為3類：第一，韌性剪切作用改造型金礦床，礦床產(chǎn)于韌性剪切帶中，韌性剪切作用導(dǎo)致原有礦體中的金銀礦物再富集再分布；第二，同韌性剪切型金礦床，韌性剪切帶與金礦形成之間無地質(zhì)間斷，且韌性剪切帶作為直接控礦構(gòu)造的金礦床；第三，后韌性剪切帶型金礦床，韌性剪切帶與金礦床形成之間存在明顯地質(zhì)間斷，直接控礦構(gòu)造是疊加在其之上的脆性斷裂，二者形成與不同的地質(zhì)環(huán)境，為不同地質(zhì)作用的產(chǎn)物［11］。新疆絕大部分韌性剪切帶型金礦床均屬后韌性剪切帶型金礦床。按金礦床的產(chǎn)出特征劃分為蝕變糜棱巖型金礦床，蝕變破碎帶型金礦床，石英脈型金礦床。

從Au元素的活化分異，含金熱液的形成，運(yùn)移直至富集成礦，韌性剪切帶型金礦床形成的整個(gè)過程都與韌性剪切作用以及后期脆性斷裂的疊加緊密相關(guān)。深層次韌性剪切變形導(dǎo)致金元素的活化遷移，中淺層次的韌脆性或脆性剪切變形區(qū)是金聚集成礦的部位，而韌性剪切帶的不同變形層次以及斷層巖類型制約金礦化類型［12］。時(shí)間上，韌性剪切帶型金礦床的形成時(shí)代往往晚于其賦存的韌性剪切帶的形成時(shí)代，如中國境內(nèi)與脈狀金礦床有直接或間接成因聯(lián)系的韌性剪切帶往往形成于太古宙或元古宙，而金礦床的成礦時(shí)代為顯生宙［11］?？臻g上，韌性剪切帶型金礦床僅少數(shù)直接產(chǎn)在韌性剪切帶中，絕大數(shù)金礦床均產(chǎn)在疊加于韌性剪切帶之上的后期脆性斷裂中。

韌性剪切帶型金礦床圍巖蝕變常見硅化、鉀化、絹云母化、綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等［14］，礦石主要有含金糜棱巖和含金石英脈組成，礦體的展布嚴(yán)格受剪切帶系統(tǒng)的控制。礦體與圍巖一般沒有明顯的界限，需靠含礦品位圈定礦體，礦石以浸染狀為主。一般可以識(shí)別出2期（甚至2期以上）成礦作用：韌性變形期以及后期脆性變形期，但礦體主要就位于疊加在韌性剪切帶之上的脆性裂隙中。含金流體從剪切帶的韌性部分遷移至脆性部分時(shí)，圍壓突然降低導(dǎo)致金分異沉淀。礦物組合一般比較單一，成礦溫度主要集中在300℃～350℃范圍內(nèi)［13］。成礦流體與成礦物質(zhì)來源方面，韌性剪切帶型金礦床成礦流體來源復(fù)雜，包括地幔流體、巖漿流體、變質(zhì)流體以及混合流體等，具多期多階段多來源特征，成礦物質(zhì)往往來源于深部或容礦圍巖［12］。成礦作用與巖漿活動(dòng)關(guān)系密切，也可以與巖漿活動(dòng)無關(guān)。

3　典型韌性剪切帶型金礦床實(shí)例

3.1索爾巴斯陶金礦床

索爾巴斯陶金礦區(qū)位于哈薩克斯坦—準(zhǔn)格爾板塊之準(zhǔn)格爾構(gòu)造區(qū)的哈爾里克晚古生代島弧帶與博格達(dá)晚古生代裂谷2個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元的結(jié)合部位（見圖1）。該區(qū)是北天山鐵、銅、鎳、金、鉬及稀有金屬成礦帶之哈爾里克銅鉬金（稀有金屬）石墨成礦亞帶的索爾巴斯陶Cu-Mo-Au成礦集中區(qū)。

圖1　區(qū)域構(gòu)造略圖（據(jù)張良臣）

金礦床產(chǎn)于下石炭統(tǒng)塔克爾巴斯陶組第二段（C1tk），一套陸源碎屑巖—硅質(zhì)巖—火山巖組合中，容礦巖石主要為陸源碎屑巖包括礫巖及各粒級(jí)砂巖及泥質(zhì)巖；硅質(zhì)巖類中有的較純，有的含有鉀長石；火山巖中有凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、安山質(zhì)熔巖及角礫熔巖，同時(shí)還有一些超淺成的巖石、如鈉長巖等。該套巖石組合由于受到強(qiáng)烈的構(gòu)造和蝕變作用，多已發(fā)生破碎和變質(zhì)。礦區(qū)范圍內(nèi)主要以構(gòu)造蝕變巖和第四系為主，其東南側(cè)則多發(fā)育安山巖，玄武巖及沉積巖。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要表現(xiàn)為褶皺和斷裂，褶皺構(gòu)造為一短軸背斜，位于區(qū)域西部向斜的北翼，背斜構(gòu)造為礦區(qū)重要控礦構(gòu)造，背斜北西翼巖層傾向北西，傾角較緩，一般在50°左右，南東翼巖層主體傾向南東，產(chǎn)狀近于直立，傾角一般在80°左右，其核部強(qiáng)烈蝕變，呈北東—南西向帶狀分布，形成與褶皺構(gòu)造長軸方向基本一致的蝕變體，金礦體分布受該蝕變巖帶的控制（見圖2）。斷裂構(gòu)造由F1、F2、F7三條斷裂形成一個(gè)近似三角形地塊，控制著區(qū)內(nèi)背斜構(gòu)造和金礦的成生與分布。F1斷裂：位于礦區(qū)北部，系礦區(qū)三角形塊體北部邊緣，該斷裂走向290°～330°，傾向南西，傾角大于55°，礦區(qū)內(nèi)可見長度0.9km；斷裂帶寬5～50m，無明顯裂面，為一正斷層。F2斷裂：位于礦區(qū)西部，礦區(qū)三角形塊體西部邊緣，走向北西—南東，傾向西或南西，傾角46°～78°，區(qū)內(nèi)可見長度0.80km；斷裂帶寬2～40m，裂面明顯，為一逆掩斷層。F7斷裂：位于礦區(qū)東部，系礦區(qū)三角形塊體東部邊緣，走向北北東，傾向及傾角不詳，礦區(qū)內(nèi)可見長度0.84km；斷裂帶寬0.5～2m，為一平移斷層。斷裂兩側(cè)及破碎帶中，巖石普遍發(fā)生強(qiáng)烈蝕變，主要蝕變有褐鐵礦化、硅化、絹云母化、高嶺土化等，斷裂是重要的導(dǎo)礦構(gòu)造并兼有容礦作用（見圖2）。

礦區(qū)內(nèi)共圈出3條金礦體，依次編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體。Ⅰ號(hào)礦體分布在Ⅱ號(hào)礦體的上盤，Ⅲ號(hào)礦體分在Ⅱ號(hào)礦體的下盤。其中Ⅱ號(hào)礦體為區(qū)內(nèi)的主礦體，礦體長450m，控制最大深度約590m，總體傾向318°，傾角主要在70°～90°。平均厚度44.51m，平均金品位1.74×10-6。

礦石礦物成分中金屬硫化物主要為黃鐵礦，少量毒砂，偶見方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、輝鉬礦等。金屬氧化物主要為鈦鐵礦，少量褐鐵礦、磁鐵礦、板鈦礦等。脈石礦物以石英為主，次為長石、高嶺土、綠泥石、云母、鋯石、石墨及方解石等碳酸鹽礦物。礦石結(jié)構(gòu)以他形晶—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次有自形晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、假象結(jié)構(gòu)等。礦石中最常見的構(gòu)造為稠密浸染狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造等。金礦石的礦物組合特征可分為金—黃鐵礦硅質(zhì)巖型、金—黃鐵礦蝕變巖型、金—黃鐵礦石英脈型。金礦體蝕變類型主要有：硅化、絹云母化、高嶺土化、碳酸鹽化、鉀長石化、綠泥石化、簾石化和黃鐵礦化（地表為褐鐵礦化），其中以硅化、黃鐵礦化與金礦化關(guān)系最為密切。金的成礦期和成礦階段劃可分為沉積成巖成礦期、活化改造成礦期、表生成礦期?；罨脑斐傻V期可劃分3個(gè)階段——黑色硅質(zhì)巖及硅化礦石脫色，變?yōu)榛摇野住咨傻V階段（成礦階段Ⅰ），白色含金石英脈成礦階段（成礦階段Ⅱ），含金多金屬顯微脈成礦階段（成礦階段Ⅲ）等3個(gè)成礦期3成礦階段。

關(guān)于索爾巴斯陶金礦床的成礦溫度，成都理工大學(xué)毛玉元教授對(duì)石英包裹體的測溫，獲得了比較好的成礦溫度為310°℃～340℃，并將成礦溫度解釋韌性剪切帶型金礦床成礦的溫度范圍。

3.2哈圖金礦床

哈圖金礦床是一個(gè)典型的與韌性剪切帶有關(guān)金礦床，也是目前新疆境內(nèi)最大金礦床之一，由齊Ⅰ、齊Ⅱ2個(gè)礦床組成。礦床在在大地構(gòu)造上處于準(zhǔn)噶爾界山華力西褶皺帶扎依爾—達(dá)拉布特復(fù)式向斜北翼，屬西準(zhǔn)噶爾金成礦帶的一部分，于托里縣境內(nèi)哈圖山南麓、域性安齊斷裂北側(cè)次級(jí)斷裂的發(fā)育帶中。區(qū)內(nèi)出露地層主要有石炭系中上統(tǒng)太勒古拉組和包古圖組。太勒古拉組為弧后盆地沉積，火山巖建造，玄武巖、凝灰?guī)r為主要巖性，包古圖組為火山復(fù)理式建造，巖性以火山凝灰?guī)r和雜砂巖為主。區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖發(fā)育，以花崗巖為主，超基性巖及花崗巖有關(guān)的酸性脈巖次之。

齊Ⅰ金礦區(qū)以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造不很發(fā)育。礦體主要賦存于規(guī)模較大的斷裂構(gòu)造中，特別是北西向、近東西向、北東向、北北東向斷裂構(gòu)造，它們均為容礦構(gòu)造。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)礦脈27條。本區(qū)礦脈主要為脈狀，礦區(qū)東部及淺部以石英脈型為主。重要的有走向北西，傾角南西約215°，傾角50°～80°，L5、L7、L8、L10等脈組（見圖3）。

哈圖金礦床產(chǎn)于安齊斷裂上盤韌性剪切帶中，賦礦地層為石炭系，安齊斷裂為主要導(dǎo)礦構(gòu)造，其次級(jí)斷裂和破火山口斷裂系為配礦和容礦構(gòu)造。礦體嚴(yán)格受人性剪切帶的控制，含礦較好的礦脈（群）主要集中分布在礦區(qū)中部，已經(jīng)地表共圈出礦體26條，其中礦化較強(qiáng)，品位較高的礦脈主要為L8、L5、L7、L10脈體，這幾條礦脈均為南傾的礦體。礦石類型有含金石英脈型和含金蝕變圍巖型2種。礦石結(jié)構(gòu)為粒狀變晶結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、脈狀充填結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、脈狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造。主要金屬硫化礦物為毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、黝銅礦、斑銅礦、輝銅礦、藍(lán)輝銅礦及銅藍(lán)、方鉛礦、磁黃鐵礦、輝砷鎳礦。脈石礦物為石英、方解石、絹云母、綠泥石。礦體圍巖主要有2種，玄武巖與凝灰?guī)r。礦體與圍巖的接觸分2種情況：①石英脈常呈兩壁光滑分界清晰。②圍巖蝕變則以石英脈為中心逐漸向外減弱，即石英脈→毒砂、黃鐵礦化、碳酸鹽化玄武巖→碳酸鹽化玄武巖→褪色化玄武巖（弱碳酸鹽化）→綠泥石化及正常玄武巖。

可將蝕變巖型礦體成礦作用劃分為5個(gè)階段（圖4）：階段Ⅰ主要形成粗粒石英—鈉長石脈，脈寬0.5cm，局部可達(dá)10cm，其中金屬礦物含量較低，且一般分布于礦脈與圍巖的接觸部位，以自形程度較高的黃鐵礦為主，階段Ⅱ形成了細(xì)小的黃鐵礦—石英—鈉長石脈，其中沉淀了大量自形程度較高的黃鐵礦，少量毒砂、黃銅礦、磁黃鐵礦和閃鋅礦伴隨黃鐵礦形成；階段Ⅲ形成毒砂—碳酸鹽脈，礦物組合為毒砂—黃鐵礦—黃銅礦—自然金，該階段同時(shí)在圍巖中形成強(qiáng)烈的碳酸鹽化和大量浸染狀自形毒砂和黃鐵礦，自然金主要呈渾圓孤島狀被毒砂、黃鐵礦包裹，或呈針狀產(chǎn)于黃鐵礦、毒砂顆粒間隙；階段Ⅳ以形成大量黃銅礦、黝銅礦和碳酸鹽礦物為特征，并伴隨有少量黃鐵礦和毒砂形成，該階段也是主要的金礦化階段，主要形成裂隙金，與黃銅礦、黝銅礦和少量黃鐵礦共生，充填早期黃鐵礦和毒砂的裂隙；階段Ⅴ形成石英—方解石脈，其中不含金屬礦物。

綜上所述，礦床成因?yàn)椋罕镜V床是與基性玄武巖、酸性花崗巖有關(guān)的中溫?zé)嵋撼涮罱淮⒚}—蝕變巖性金礦床。

圖3　哈圖金礦地表礦脈分布圖

4　結(jié)論和討論

圖4　哈圖金礦蝕變類型礦體成礦階段及礦物生成順序

目前為止，國內(nèi)外許多學(xué)者將包括韌性剪切帶型，石英脈型、構(gòu)造蝕變巖型以及一些網(wǎng)脈狀金礦床在內(nèi)的與增生型造山作用有關(guān)并產(chǎn)在造山帶環(huán)境的金礦床統(tǒng)稱為造山型金礦床。本人認(rèn)為，韌性剪切帶型金礦床作為重要金礦床類型之一，對(duì)其單獨(dú)進(jìn)行深入研究具有重要的理論和實(shí)際意義。

索爾巴斯陶金礦床和哈圖金礦床地區(qū)不同層次剪切帶發(fā)育，礦床受韌性剪切帶控制明顯，區(qū)域上韌性剪切帶控制金礦床（點(diǎn)）的分布，在礦床范圍內(nèi)，性剪切帶及其演化過程中形成的韌脆性剪切帶既是唯一的賦構(gòu)造，對(duì)礦化帶、礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及分布起決定性的控制作用，壓扭性韌性剪切變形特點(diǎn)決定了金礦化類型以各種蝕變巖型為主，變以交代作用為特色。

韌性剪切帶不僅導(dǎo)致Au元素的活化分異、含金熱液的形成、運(yùn)移，而且作為含金熱液運(yùn)移的通道和成礦物質(zhì)富集沉淀的場所。韌性剪切帶型金礦床與其賦存的韌性剪切帶往往具有形成時(shí)間上的滯后效應(yīng)，礦體嚴(yán)格受韌性剪切帶控制，但多分布在韌性剪切帶的后期脆性斷裂中。由于成礦作用過程的特殊性，韌性剪切帶型金礦床成礦流體與成礦物質(zhì)來源往往具多期多階段多來源的特征。即大面積的韌性變形構(gòu)造動(dòng)力分異作用形成的含金熱液不是就地原位礦化，是向上遷移并集中到范圍比較窄小的韌—脆性或脆性裂隙中才發(fā)生金元素富集，終形成金礦床。

［1］Sibson R H.Fault Rocks and Fault Mechanism［J］.Geol.Soc. London，1977，133：191-213.

［2］ Ramsay J G.Shear Zone Geometr Y：A Review［J］.Struct.Geol.1980（2）：83-89.

［3］武貴祿，王光奇，曹福林.韌性剪切帶與金礦的關(guān)系［J］.吉林地質(zhì)，1983（3）：42-46.

［4］胡玲.韌性剪切帶研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，1996，2（3）：8-9.

［5］夏永健，陳友東，王斯亮，等.地電化學(xué)測量在河臺(tái)金礦找礦中的實(shí)驗(yàn)研究［J］.黃金，2008，29（9）：7-10.

［6］翟偉，李兆麟，黃棟林，等.粵西河臺(tái)金礦床富硫化物石英脈Rb-Sr等時(shí)線年齡討論［J］.地球?qū)W報(bào)，2004，25（2）：243-247.

［7］朱永峰.克拉通和古生代造山帶中的韌性剪切帶型金礦：金礦成礦條件與成礦環(huán)境分析［J］.礦床地質(zhì)，2004，23（4）：509-519.

［8］駱輝，趙運(yùn)起.遼寧阜新排山樓金礦地質(zhì)成礦作用［J］.前寒武紀(jì)研究進(jìn)展，1997，20（4）：13-24.

［9］孫勝龍.韌性剪切帶中金成礦機(jī)理淺析［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，1995，19（4）：375-381.

［10］方貴聰.韌性剪切帶型金礦床成礦作用機(jī)理［J］.礦床地質(zhì)，2010，29（增刊1）：925-926.

［11］劉連登，姚風(fēng)良，卿敏，等.中國的金礦與韌性剪切帶［J］.黃金科技動(dòng)態(tài)，1991（3）：7-12.

［12］陳柏林，董法先，李中堅(jiān).韌性剪切帶型金礦成礦模式［J］.地質(zhì)論評(píng)，1999，45（2）：186-192.

［13］丁式江.韌性剪切帶與金礦化［J］.華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1993，16（1）：32-37.

［14］郝雅，劉鵬.一些與韌性剪切帶有關(guān)的金礦地質(zhì)特征［J］.貴金屬地質(zhì)，1993，2（1）：54-61.

P618.51

A

1004-5716（2016）02-0159-05

2015-10-29

2015-11-02

艾娜古麗·買買托蓮（1989-），女（柯爾柯孜族），新疆烏恰人，新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：地球探測與信息技術(shù)。